JP2006098157A

JP2006098157A - 不要電磁輻射測定方法、不要電磁輻射測定装置及び不要電磁輻射測定システム

Info

Publication number: JP2006098157A
Application number: JP2004283019A
Authority: JP
Inventors: Makoto Torigoe; 誠鳥越; Taku Suga; 卓須賀
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-13
Also published as: US20060080053A1; CN1755377A

Abstract

【課題】
ハードディスク単体の不要電磁輻射を測定する装置を提供する。
【解決手段】
上記課題は、ハードディスクドライブのインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルを流れるコモンモード電流と、筐体の電位を同時に測定することにより実現される。ハードディスクドライブ１０１を導電性の冶具１０２に接続し、シャーシ１０３との間で伝送線路構造を形成することにより、不要電磁輻射のエネルギーを効率よく測定器に伝送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスクを含む不要電磁輻射レベルを測定する技術に関するものである。

現在、情報処理装置から放射される不要電磁波に対する規制が各種情報処理装置に適用されている。例えば、米国ではＦＣＣ、日本国内ではＶＣＣＩが情報処理装置に対する不要電磁輻射の規制を行っている。これらの規格では、測定対象である情報処理装置全体から発生する電界を、３ｍあるいは１０ｍ離れた地点で測定することを規定し、その電界強度を規制している。

これらの規格では情報処理装置全体から発生する電界を規制対象にしているため、内部で使用しているハードディスクドライブなどの部品単体に対する規制は行われていない。

なお、この不要電磁波を測定する方法として、特許文献１に記載されているような電波暗室を用いたものがある。

特開2002-064294号

ハードディスクドライブは一般の電気店では単体でも販売されていることが多く、容易に購入可能であり、ユーザが自由に取替え、あるいは増設できるようになっている。

したがって、今後、内部で使用されているハードディスクドライブのようにユーザがアクセス可能な部品レベルで不要電磁輻射のレベルを測定する技術が必要である。

ハードディスクドライブは、単体では動作せず、ドライブを読み書きするための周辺装置が必要となる。

このため、特許文献１のような電波暗室を用いて、ハードディスクドライブ単体の不要電磁輻射レベルを、情報処理装置と同様に、３ｍあるいは１０ｍ遠方の電界として測定しようとした場合、ハードディスクドライブを読み書きするための周辺装置から発生する不要電磁輻射の影響により正確な評価が困難となる。

また、ハードディスクドライブの電源ケーブルを流れるコモンモード電流により不要電磁輻射を評価する取り組みも行われているが、その評価結果と、実際に情報処理装置に搭載した場合の不要電磁輻射の測定結果とは必ずしも一致しないのが現状である。

これは、情報処理装置に搭載した場合、単体で測定した場合と筐体の設置方法などが異なるため、実際に流れる電流経路が変わるためであると考えられる。

また、ＬＳＩ単体での不要電磁輻射を評価する装置として、ワークベンチファラデーケージやＴＥＭセル法があるが、これらは、ＬＳＩの電源電流の高周波成分を測定することに特化された装置構造であり、インターフェイスケーブルなどがあるハードディスクドライブなどには使用できない。

本発明の目的は、ハードディスクドライブから発生する不要輻射を高精度に測定する技術を提供することである。

上記課題を解決できる本願の代表的な手段の一つに、中空の導電性シャーシを用いた不要電磁輻射測定方法であって、ハードディスクに接続されているインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルが導電性のシャーシの外にまで引きまわされ、かつ、該シャーシに絶縁部材を介してハードディスクが固定された状態で、
ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態で、ハードディスクのインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルに流れるコモンモード電流と、ハードディスクの筐体の電位を測定するものがある。

この測定方法によれば、ハードディスクに接続されているインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルが導電性のシャーシの外にまで引きまわされているので、ハードディスクドライブを読み書きするための周辺装置から発生する不要電磁輻射の影響を著しく小さくできる。

また、この方法を採用するのに適した構造としては、導電性のシャーシと、ハードディスクドライブを該シャーシ内部に設置する導電性の設置冶具と、該ハードディスクドライブに接続される電源ケーブル及びインターフェイスケーブルと、前記導電性シャーシの端部に接続された同軸コネクタとを有し、該同軸コネクタの外導体とシャーシとは接続されており、該同軸コネクタの内導体と設置冶具は接続されており、さらに、該設置冶具が測定対象物であるハードディスクドライブの筐体と電気的に接続できるようにすることで、ハードディスクドライブとシャーシの間で伝送線路構造を形成できるようにした不要電磁輻射測定装置がある。

このように、伝送線路構造を形成できると不要電磁輻射のエネルギーを効率よく測定器に伝送することができる。

本発明によれば、ハードディスクドライブから発生する不要輻射を高精度に測定することができる。

以下に本発明の実施例を、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は不要電磁輻射測定装置にハードディスクを装着した際の内部構造を示す斜視図である。

なお、内部構造の説明のため、便宜上、シャーシ１０３を透明にして図示している。

本実施例の不要電磁輻射測定装置は、ハードディスクドライブ１０１を着脱可能な構造である設置冶具１０２と、設置治具１０２を固定している細長いシャーシ１０３と、シャーシ１０３の長手方向の一方の短部に取り付けられた同軸コネクタ１０４と、ハードディスクドライブと周辺機器を接続するインターフェイスケーブル１０５と、ハードディスクドライブ１０１に電源を供給する電源ケーブル１０６とからなる。

この実施態様では、インターフェースケーブル１０５と電源ケーブル１０６が出ている方向に細長いハードディスクドライブ１０１を用いた。

、設置治具１０２は、ハードディスクのケーブル（電源ケーブル１０６とインターフェイスケーブル）が出ている方向に細長い構造のものを固定できるようになっている。具体的には、コネクタ１０４とは反対側のシャーシ１０３の短部に対して、ハードディスクからケーブル（インターフェイスケーブル１０５と電源ケーブル１０６）が出ている個所が向かい合う向きに、ハードディスクを固定できる構造となっている。

シャーシ１０３にはバードディスクドライブを搭載するために必要な取り出し窓１０７がある。

また、シャーシ１０３は細長い構造をしており、その長手方向、具体的には同軸コネクタ１０４に向かってテーバー状に細くなり、設置冶具１０２とシャーシ１０３との間隔が徐々に狭くなっている。このシャーシ１０３と設置冶具１０２の構造により約５０Ω（４５−５０Ω）の伝送線路を構成できているので、インピーダンスマッチングが実現できている。

なお、ハードディスクのケーブルがハードディスクの長手方向から出ている場合、シャーシ１０３もハードディスクの短手方向の短部に同軸コネクタ１０４を有し、その同軸コネクタ１０４に向かって、シャーシ１０３と設置治具１０２との間隔が除所に狭まるように、シャーシを徐々に細く絞る構造とし、設置治具１０２もケーブルと同軸コネクタ１０４を設けた短部とは反対側の短部とが向き合うように、ハードディスクを固定できる構造とする。

つまり、設置治具１０２もケーブルと同軸コネクタ１０４を設けた短部とは反対側の短部とが向き合うように配置すればよい。

また、インターフェイスケーブル１０５と電源ケーブル１０６はシャーシ１０３短部に設けられた開口部を介してシャーシ外に引き回されている。なお、シャーシ１０３の短部に開口部ではなく、コネクタを設置し、そのコネクタを介して外部へ信号を伝送するようにしてもよい。

なお、これらのケーブル（インターフェイスケーブル及び電源ケーブル）はシャーシ開口部又はコネクタとほぼ直線に接続されている。

このように、シャーシ１０３と設置冶具１０２及びケーブルの構造により、インピーダンスマッチングが図れているので、ハードディスクドライブから発生する不要電磁輻射のエネルギーを効率よく測定器に伝送することができている。

設置冶具１０２の同軸コネクタ１０４側の端部は同軸コネクタの芯線に接続されており、シャーシ１０３の同軸コネクタ１０４側の端部は同軸コネクタ１０４の外導体に接続されている。

図２に、図１の不要電磁輻射測定装置の短手方向における断面図を、図３に、図１の不要電磁輻射測定装置の長手方向における断面図を示す。

断面においてハードディスクドライブ１０１と設置治具１０２が芯線、シャーシ１０３が外導体となる伝送線路を構成している。

その寸法は３．５インチ型ハードディスクドライブ１０１の場合、ハードディスクドライブ１０１の断面が２５．４ｍｍ×１０１．６ｍｍ、シャーシ１０３の断面の内寸が１１９ｍｍ×１９５ｍｍである。本実施例では上記寸法のシャーシ１０３を採用したが、本発明はこの寸法に限るものでは無く、約５０Ω（４５−５０Ω）を形成する形状であれば良い。しかしながら、ハードディスクドライブ１０１の端面からシャーシまでの距離に場所によって大きな違いがある場合、電磁界のばらつきが大きくなり、測定精度が低下する可能性がある。したがって、ハードディスクドライブ１０１の端面からその周囲の部分のシャーシ１０３までの距離はほぼ同等となるものが好ましい。

設置冶具１０２とハードディスクドライブ１０１は導電性のビスで接続されており、ハードディスクドライブの筐体の電位と設置冶具が電気的に接続された状態になっている。この複数あるビスのうち少なくとも１本は金属製のビスであることが好ましい。

図４に、図１の不要電磁輻射測定装置を用いた測定システムを示す。

上述した不要電磁輻射測定装置４０１と、第一のスペクトラムアナライザ４０２と、電流プローブ４０３と、第二のスペクトラムアナライザ４０４とを備えている。

インターフェイスケーブル１０５および電源ケーブル１０６を流れる電流を測定するために、第二のスペクトラムアナライザ４０４と電流プローブ４０３は、同軸ケーブルに接続されている。

電流プローブ４０３はシャーシの開口部を介して外部から挿入するようにしてもよいし、シャーシにコネクタを設け、そのコネクタに予め取り付けるようにしてもよい。なお、測定を行う場合は、ハードディスク１０１から出ているケーブルをプローブの輪を通すようにケーブルを配置して、インターフェイスケーブル１０５と電流ケーブル１０６を流れる電流を測定できるようにする。

不要電磁輻射測定装置４０１の同軸コネクタ１０４とスペクトラムアナライザ４０２は同軸ケーブル４０５で接続されているので、スペクトラムアナライザ４０２はハードディスクドライブの筐体の電位を測定できる。

電流プローブ４０３で検出された信号は同軸ケーブル４０６を介してスペクトラムアナライザ４０４に伝送される。スペクトラムアナライザ４０４は、インターフェイスケーブル１０５および電源ケーブル１０６を流れる高周波のコモンモード電流を測定できる。

このように、ハードディスクに接続されているインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルが導電性のシャーシの外にまで引きまわされ、かつ、該シャーシに絶縁部材を介してハードディスクが固定された状態にし、さらに、ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態で、ハードディスクのインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルに流れるコモンモード電流と、ハードディスクの筐体の電位を測定することができるようになっている。

また、ハードディスクドライブのインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルを流れるコモンモード電流と、筐体の電位を実質的に同時に測定することが可能になっている。

また、ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態を再度設定し直せば、当然、コモンモード電流を測定するタイミングと、ハードディスクの筐体の電位を測定するタイミングとをずらすこともできる。

具体的には、コモンモード電流の測定とハードディスクの筐体電位の測定の一方を行い、その後、ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態を変え、さらにその後、再度、前記ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態にし、コモンモード電流の測定とハードディスクの筐体電位の測定の他方を行うようにする。

図５に、図１の不要電磁輻射測定装置を用いた図４とは異なる測定システムを示す。

図４では２つのスペクトラムアナライザを使用した例を示したが、本測定システムは、１つのスペクトラムアナライザ５０２で構成している。

不要電磁輻射測定装置４０１の同軸コネクタ１０４とスペクトラムアナライザ５０２は高周波スイッチ５０１を介して同軸ケーブル４０５で接続されている。

スペクトラムアナライザ５０２と電流プローブ４０３は、高周波スイッチ５０１を介して同軸ケーブルに接続されている。

高周波スイッチ５０１は、高周波でスイッチングしながら、同軸コネクタ１０４から伝送される電位と、電流プローブ４０３で検出したインターフェイスケーブル１０５および電源ケーブル１０６を流れる電流を、順次切り替えながらスペクトラムアナライザ５０２に伝送する。

このように、高周波スイッチ５０１を使用することにより一つのスペクトラムアナライザ５０２で不要電磁輻射の測定が可能である。
なお、この測定を行う場合、ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態で行う必要があることはいうまでもない。

不要電磁輻射測定装置にハードディスクを装着した際の内部構造を示す斜視図である。図１の不要電磁輻射測定装置の設置治具１０２の短手方向における断面図である。図１の不要電磁輻射測定装置の設置治具１０２の長手方向における断面図である。図１の不要電磁輻射測定装置を用いた測定方法を示す。図１の不要電磁輻射測定装置を用いた他の測定システムを示す。

符号の説明

101・・・ハードディスクドライブ、102・・・設置冶具、103・・・シャーシ、104・・・同軸コネクタ、105・・・インターフェイスケーブル、106・・・電源ケーブル、107・・・ハードディスクドライブ取り出し口、401・・・不要電磁輻射測定装置、402・・・スペクトラムアナライザ、403・・・電流プローブ、404・・・スペクトラムアナライザ、405・・・同軸ケーブル、406・・・同軸ケーブル、501・・・高周波スイッチ

Claims

中空の導電性シャーシを用いた不要電磁輻射測定方法であって、
ハードディスクに接続されているインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルが導電性のシャーシの外にまで引きまわされ、かつ、該シャーシに絶縁部材を介してハードディスクが固定された状態で、
ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態で、ハードディスクのインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルに流れるコモンモード電流と、ハードディスクの筐体の電位を測定する不要電磁輻射測定方法。
請求項１において、
コモンモード電流を測定するタイミングと、ハードディスクの筐体の電位を測定するタイミングとをずらすことを特徴とする不要電磁輻射測定方法。
請求項２において、
コモンモード電流の測定とハードディスクの筐体電位の測定の一方を行い、
その後、ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態を変え、
さらにその後、再度、前記ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態にし、
コモンモード電流の測定とハードディスクの筐体電位の測定の他方を行うことを特徴とする不要電磁輻射測定方法。
請求項１において、
コモンモード電流を測定するタイミングと、ハードディスクの筐体の電位を測定するタイミングとを実質的に同時にすることを特徴とする不要電磁輻射測定方法。
前記ハードディスク内の配線又は素子に所定の信号を印加した状態で、ハードディスクのインターフェイスケーブルおよび電源ケーブルに流れるコモンモード電流とハードディスクの筐体の電位を測定する不要電磁輻射測定方法。
導電性のシャーシと、
ハードディスクドライブを該シャーシ内部に設置する導電性の設置冶具と、
該ハードディスクドライブに接続される電源ケーブル及びインターフェイスケーブルと、
前記導電性シャーシの端部に接続された同軸コネクタと、
該インターフェイスケーブルと電源ケーブルを流れるコモンモード電流を測定する電流プローブとを有し、
該同軸コネクタの外導体はシャーシに接続されており、
該同軸コネクタの内導体は設置冶具に接続されており、
該設置冶具が測定対象物であるハードディスクドライブの筐体と電気的に接続できるように構成されていることを特徴とする不要電磁輻射測定装置。
請求項６において、
前記ハードディスクドライブを芯線とし、シャーシを外導体とした伝送線路は、そのインピーダンスが４５Ωから５５Ωであることを特徴とする不要電磁輻射測定装置。
請求項６又は７において、
前記コネクタは、前記ハードディスクのケーブルが出ている方向と反対の方向に位置するシャーシに形成されており、
該シャーシは、該コネクタに向かって細くなっていることを特徴とする不要電磁輻射測定装置。
請求項６から８のいずれかに記載あれた不要電磁輻射測定装置を用いた不要電磁輻射測定システムであって、
前記同軸コネクタ及び前記電流プローブに接続されたスペクトラムアナライザを備えることを特徴とする不要電磁輻射測定システム。